geventileerde melkveestal
5.3.2 Beschikbare meetmethoden
5.3.2.4 Management model voor emissieschatting
Evenals voor de mechanisch geventileerde varkensstallen is het voor de natuurlijk geventileerde runderstallen mogelijk emissies te schatten op basis van een management model. De
noodzakelijke aannamen zijn in principe gelijk aan die van een varkensstal (zie paragraaf 5.2.2.5) met verschillen in kengetallen. Deze modellering wordt uitgebreid behandeld in Monteny, (2000). Voordelen van het gebruik van modellen zijn de geringe kosten en het snelle resultaat. Nadelen zijn het gebruik van een aantal empirische verbanden, waardoor de modellen slechts gebruikt kunnen worden om een indicatie te geven over de emissies van nieuwe typen stallen. Omdat de nadruk in dit rapport ligt op de bepaling van emissiefactoren op basis van metingen zal de rekenkundige benadering via een management model niet nader worden uitgewerkt.
5.3.3 Meetstrategie
Op basis van de paragrafen 4.4 en 5.3.2 en bijlage 1 is gekozen voor de onderstaande combinatie van meetmethoden en meetstrategieën.
Gekozen meetmethoden:
1. Interne tracergasratiomethode met NOx monitor (NH3 concentratiemetingen) en
gaschromatograaf (tracergas (SF6) concentratiemetingen) (M1)
2. Interne tracergasratiomethode met kleine denuder (NH3 concentratiemetingen) en canister
(tracergas (SF6) concentratiemetingen) (M2)
Gekozen meetstrategieën (protocollen):
Voor de meetstrategiën is gekozen voor de gebruikelijke methode van continu meten van december tot april en het meten van één maal per maand (op basis van inzichten in representativiteit en autocorrelatie). Op dezelfde gronden voor de vleeskalveren is ook
onderscheid gemaakt in meting bij slechts één stal en drie stallen (meer representatief voor een systeem).
Protocol Meetperiode Meetduur Aantal locaties
1 1 december tot 1 april Continu 1
2 1 december tot 1 april Continu 3
3 Gekozen meetperiodes in 1 jaar 1 dag per maand 1 4 Gekozen meetperiodes in 1 jaar 1 dag per maand 3
5.3.4 Beoordeling meetstrategieën
Randvoorwaarden: In tabel 5.1 zijn 4 randvoorwaarden genoemd waaraan moet worden voldaan.
De score van de 8 meetstrategieën die in deze case zijn gekozen (M*P)=(2*4) op deze
randvoorwaarden wordt eerst behandeld (zie tabel 5.3). Voor de score op randvoorwaarden is de eerder genoemde eenvoudige klassering gekozen ter vermijding van een uitgebreide tekst.
48
Tabel 5.3 Score van de gekozen 8 meetstrategiën (protocollen P1 t/m P4 en meetmethoden M1 en M2)
voor case 2, een vleeskalveren stal, op de randvoorwaarden inpasbaarheid, informatie, fraudegevoeligheid en beperkingen van de meetmethode
Inpasbaarheid Hoeveelheid
informatie Kwetsbaarheid fraude meetmethode Grenzen score Totaal 1)
P1_MM1 * * * * * * * * * * * * * * * * * 17 P1_MM2 * * * * * * * * * * 2) 10 P2_MM1 * * * * * * * * * * * * * * * * 16 P2_MM2 * * * * * * * * * * * 2) 11 P3_MM1 * * * * * * * * * * * * * 13 P3_MM2 * * * * * * * * * * 2) 10 P4_MM1 * * * * * * * * * * * * * 13 P4_MM2 * * * * * * * * * * * * 2) 12
1) Veel sterren betekent een goede score op veel randvoorwaarden.
2) Dit geldt voor ammoniak, waarbij de beperkte hoeveelheid lucht, die door de
mini-denuder stroomt, beperkingen oplegt.
Uit tabel 5.3 blijkt, dat op basis van randvoorwaarden de gebruikelijke combinatie van converter-
NOx monitor voor continue metingen en GC voor de tracergasmetingen over de hele linie het
hoogst scoort. Bij metingen aan meer stallen worden de verschillen met de denuder-canistert methode geringer en bij jaarrond metingen aan meer stallen zijn de randvoorwaarden voor deze methoden vrijwel gelijk. Ook hier gedragen de inpasbaarheid van de metingen en de gevoeligheid voor fraude zich complementair. Bij de beschouwing van broeikasgasmetingen in plaats van (of naast) ammoniakmetingen zou de denuder-canister meting gunstiger uit de bus komen. Naast de randvoorwaarden speelt de combinatie van nauwkeurigheid en kosten en grote rol in de keuze van een protocol.
De relatieve kosten voor de verschillende meetprotocollen zijn in figuur 5.2 weergegeven. Uit figuur 5.2 blijkt, dat de kosten van de denuder-canister methode lager uitvallen dan voor de
traditionele converter-NOx monitor plus GC tracer methode. Het verschil wordt groter, naarmate
op meer plaatsen moet worden gemeten. Een verschil ten opzichte van de conclusies voor Case 1 is, dat de niet continue methode betrekkelijk weinig voordelen biedt (lagere kosten, maar minder goed voldoen aan de randvoorwaarden), behalve bij gelijktijdige meting van ammoniak en broeikasgassen. Dit komt mede door het plannen van het ophalen van de monsters door geschoold personeel in plaats van wisseling door de boer. Dit is noodzakelijk omdat de injectie moet worden gecontroleerd en gekalibreerd. Ook is de meetapparatuur ingewikkelder. Referentie is een begroting voor een natuurlijk geventileerde stal die gemeten wordt volgen het ‘groen label protocol’ (100%). Voor natuurlijk geventileerde stallen voldoet het huidige protocol goed, tenzij frequent met intervallen op veel plaatsen moet worden gemeten (n>3).
CASE 2 Melkvee 0 50 100 150 200 250 300 P1 M1 P1 M2 P2 M1 P2 M2 P3 M1 P3 M2 P4 M1 P4 M2 Protocol en meetmethode % kos ten
Figuur 5.2 Schatting van de kosten van de gekozen protocollen en meetmethoden relatief tot de huidige meetmethode voor case 2: melkvee stal met natuurlijke ventilatie. P staat voor protocol, en M voor meetmethode, zoals eerder aangegeven
5.4
Open leghennen stal met uitloop
5.4.1
Dynamiek van emissie van gassen voor open stallen met uitloop
Bij leghennen schrijft het huidig meetprotocol een meetperiode van 2 maanden, liggend tussen 1 juni, en 1 september en een tweede meetperiode van 2 maanden, liggend tussen 1 oktober en 1 januari, voor. Leghennen vallen onder de categorie van continue emissie. De massa van de dieren verandert nauwelijks. Wel is sprake van een dagelijks emissiepatroon wat ontstaat door het gedrag van de dieren en de vaste managementactiviteiten. De inrichting van een leghennenstal met een uitloop bestaat vaak uit een mechanisch geventileerde stal (vaak lengteventilatie, natuurlijke ventilatie komt ook voor) waarin alleen grondhuisvesting (scharrelstal) of volièrehuisvesting plaats vind. Bij een scharrelstal blijft alle mest en strooisel gedurende de gehele legperiode in de stal (een legperiode duurt ruim 1 jaar). Bij een volièrestal kunnen de dieren vrij bewegen over het grondoppervlak en in de hoogte van een stal. In dit type stal wordt de mest onder de
roostervloeren opgevangen op mestbanden en regelmatig uit de stal verwijderd (tweemaal per week). Het strooisel dat zich op het vloeroppervlak bevind blijft de gehele legperiode in de stal. Kippen die eieren leggen hebben over het algemeen een strak dag en nachtritme. ’s nachts zijn de activiteiten nihil (ze zitten op stok). Wanneer het licht wordt of het licht aan gaat start direct de activiteit in de vorm van eten, scharrelen en ei leggen. Bedrijven met een uitloop maken de luiken (vaak kleine openingen aan de lengtezijde van de stal) in de loop van de dag open (vanaf ca. 9:00). ’s avonds worden de luiken weer gesloten. Alle dieren gaan vrijwillig bij het invallen van de
50
strooisel (dit vind bij vochtige omstandigheden plaats) en door slechte droging van de mest op de mestbanden bij vochtige herfstlucht.
De emissie-omstandigheden in de uitloop zal worden beïnvloed door de meteorologische omstandigheden (regen, harde wind en temperatuur). Metingen dienen derhalve minimaal een dagcyclus te omvatten. Onderscheid binnen de dagcyclus is in principe niet nodig, aangezien een emissiefactor moet worden bepaald en geen procesonderzoek gedaan moet worden.
5.4.2 Beschikbare meetprincipes
Op dit moment zijn geen metingen uitgevoerd aan stalsystemen met een uitloop. Recent zijn metingen gestart in een bijzondere stal van het PV in Leliestad, waar sprake is van een
mechanisch geventileerde stal met binnenuitloop en buitenuitloop. Ervaringen met dit complexe systeem kunnen worden gebruikt voor de ontwikkeling van meetstrategiën voor situaties met een eenvoudiger geometrie. Als meetprincipe kan gebruik worden gemaakt van combinatie van methodes die gebruikt worden voor het meten van oppervlaktebronnen en voor het meten van stalemissies. Op deze wijze is het mogelijk om stal en uitloop apart van elkaar te meten.
Meetventilator of tracerratio methode voor de stal gecombineerd met één van de methoden voor
NH3 meting en snelle box methode voor de uitloop. Voor de uitloop zijn micrometeorologische
technieken niet toepasbaar in verband met de nabijheid van obstakels en het feit, dat de
mestbelasting niet uniform over het oppervlak verdeeld zal zijn. Een tweede mogelijkheid is het bemeten van stal en uitloop als geheel, bijvoorbeeld via de massabalans methode. We krijgen dan één emissiegetal voor stal en uitloop. De massabalansmethode is aantrekkelijk voor open
stalsystemen (problemen met de traditionele tracer methode) gecombineerd met uitloop. Omdat bij gebruik van de massabalans methode buiten de stal moet worden gemeten brengt dit
belangrijke beperkingen met zich mee in de stalkeuze. Wervelingen veroorzaakt door andere gebouwen en/of bomen kunnen het meten onmogelijk maken. Daarnaast zal het meten in de buitenlucht de concentraties sterk verdunnen door het snel verspreiden/verdunnen van de uitstoot. De leghennen stal zal worden benaderd als een combinatie van een mechanisch geventileerde stal met uitloop, waarbij stal en uitloop apart worden bemeten.
Diverse mogelijke combinaties van meetmethoden zullen voor stal en uitloop apart kort worden besproken. Slechts de meest veelbelovende zullen qua meetstrategie en qua kosten worden uitgewerkt.
Metingen aan de stal:
1. NOx –monitor (NH3 concentratiemetingen) en meetventilatoren (debietmetingen) (M1)
2. Passieve fluxbuisjes (PFS; NH3 fluxmetingen) in ventilatiekokers (M2)
3. Interne tracergasratiomethode met kleine denuder (NH3 concentratiemetingen) en canister
(tracergas (SF6) concentratiemetingen) (M3)
4. Eenvoudig NH3-vangsysteem (natchemisch, Willems badges, denuders; NH3
concentratiemetingen) gecombineerd met meetventilatoren (debietmetingen) (M4)
Voor de beschrijving van deze meetmethoden wordt verwezen naar paragraaf 5.2.2.1 t/m 5.2.2.4. Omdat in deze voorbeelden alleen naar de emissie van ammoniak wordt gekeken is de methode
van de passieve fluxbuisjes het meest veelbelovend (M2). Wanneer ook naar broeikasgasemissies wordt gekeken is de canister-denudermeting interessant (M3). Gezien de situatie van recente ontwikkeling van dit stalsysteem en de behoefte aan inzicht in de processen en hun emissies in de
stal is het gebruik van de gebruikelijke converter-NOx monitor methode verdedigbaar (M1). De
PFS methode, denudercanistermethode en de converter-NOx monitor methode zullen in het
kosten overzicht worden uitgewerkt. Metingen aan de uitloop:
Eerder werd aangegeven, dat als gevolg van obstakelstromingen geen micrometeorologische technieken op de uitloop kunnen worden toegepast. De nabijheid van de stal als bron voor verstoring van de stroming en als bron van emissies zorgt ervoor, dat ook pluimmetingen niet mogelijk zijn en fluxraam metingen van beperkte waarde zijn. Het fluxraam meet immers de emissie van stal plus uitloop, waarbij de stal reeds onafhankelijk werd gemeten en de emissie van de uitloop als verschil tussen massabalans en stalemissie de fout van twee emissiemetingen in zich draagt. Daarbij is de emissie van de uitloop naar verwachting ook nog aanzienlijk kleiner dan van de stal, zodat de relatieve fout in de schatting van de emissie van de uitloop erg groot wordt. Emissie bepaling van de uitloop via de snelle box methode (M5) lijkt in dit geval het meest veelbelovend, waarbij dient te worden bedacht, dat door inhomogeen mestgedrag veel metingen dienen te worden verricht. De snelle box methode heeft hier het voordeel, dat de energie- en vochtbalans van het oppervlak door korte meetduur weinig wordt beïnvloed en tegelijkertijd in korte tijd veel metingen kunnen worden verricht. Als meetmethode voor de uitloop wordt alleen de snelle boxmethode verder uitgewerkt.
Voor de volledigheid worden hier ook de fluxraam- en pluimmetingen (stal plus uitloop gezamenlijk) kort behandeld, temeer daar deze metingen ook de enige aanpak vormen voor de zeer open stalsystemen, die met deze drie cases buiten beschouwing zijn gebleven. Deze metingen zullen niet kosten technisch worden uitgewerkt.
Mogelijkheden voor metingen aan het hele complex (stal plus uitloop).
1. Snelle boxmethode (tunnelmethode) gecombineerd met stalmetingen (M5+M1 of M2)
2. Fluxraam met fluxbuisjes (NH3 fluxmetingen) (M6)
3. Fluxraam met denuders of passieve samplers (NH3 concentratiemetingen) en anemometers
(debietmeting) (M7)
4. Pluimtransectmeting met TDLAS(NH3 concentratiemetingen) en pluimmodel (M8)